關乎車輛的舒適與操控 解析簧下質量

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人們經常從舒適性或操控性的角度來評價一輛車。然而，這種復雜底盤系統的不同調整，如彈簧的剛度、減震器的阻尼、防側傾桿的剛度以及懸架的結構形式等，往往會使汽車表現出完全不同的行駛特性。今天，我們就暫時拋開這些相互制約、移動全身的懸架部件，研究懸架系統產生的簧下重量對車輛行駛特性的影響。

●簧下重量的定義

實際上，簧下重量是相對于簧上質量的一個概念。對于汽車，我們可以把它分為簧下重量和簧上質量。如果定義簧下重量，是指懸架系統中沒有彈性元件支撐的質量，一般包括車輪、彈簧、減震器和其他相關部件等。，而簧上質量自然是車輛其余部分的質量，一般包括車架、動力系統、傳動裝置、乘客等。

●簧下重量的定義

定義簧下重量不是一件容易的事情。嚴格來說，相對于車身運動或隨車輪跳動的零件應歸類為簧下重量。完全不與車身接觸的車輪很自然理解，但就像彈簧、減震器、獨立懸架系統中的連桿、非獨立懸架系統中的扭力梁、四驅車型中的傳動軸一樣，它們的特點是一端與車身連接或通過副車架間接與車身連接，另一端隨車輪上下跳動。在實際計算中，這些零件質量的一半一般可以作為簧下重量。

簧下重量的重要性

在車輛動態駕駛理論中，有簧上質量與簧下重量之比的數據。對于汽車來說，不考慮懸架設置的因素，我們簡單地從簧上質量與簧下重量之比的角度出發。比值越大，汽車的乘坐舒適性越好，而簧下重量越小也意味著懸架系統具有更好的動態響應能力和車輛操控性。接下來，我們將分別從這兩個方面進行解讀。

-對乘坐舒適性的影響

車輛在道路上行駛時，懸架系統會不斷受到路面的沖擊。車內乘客最理想的舒適狀態是車身相對路面始終靜止，車輪隨路面不斷波動。然而，通過機械結構幾乎不可能做到這一點，但是通過增加彈簧與簧下重量的比率，車輛可以更接近這種駕駛狀態。

如果車身在汽車的維修質量中占有較大的比例，那么這個較大的質量自然會增加車輪在地面上的壓力，使車輪能夠緊密貼合路面。當車輪遇到來自路面的顛簸或凹陷時，如果簧下重量較大，自然會有較大的運動慣性，隨路面起伏需要相對較長的時間。如果車速不變，沒有時間改變軌跡的懸掛系統會直接將路面起伏傳遞給車身，但懸掛系統并沒有完成自身過濾振動和吸收沖擊的工作。車速越快，對車身的影響越明顯，很好地解釋了低速交通和高速交通在遇到較大障礙物時對乘坐舒適性的不同影響。較低速度的交通允許懸掛系統有更多的起伏時間，以減少對乘客舒適性的影響。

同時，較小的簧下重量必然會使懸架系統具有更好的動態響應，從而達到車身穩定、車輪隨路面快速波動的狀態來緩解沖擊。對于采用獨立懸架系統的車輛，單純從簧下重量的角度來看，它在先天機制上比采用扭力梁結構的車輛有更好的響應。當然，彈簧和減震器的調整和設置也對車輛的舒適性起著重要作用。

在實際駕駛中，人們通常會覺得滿載的車輛會比空載荷有更好的行駛穩定性，在其他參數不變的情況下，只需要增加簧上質量或降低簧下重量的比例，就能真正讓車輛更舒適。對于現在的汽車來說，車身輕量化是一種趨勢，車身重量的減輕應該伴隨著簧下重量的減輕。然而，減輕簧下重量比減輕車身重量要困難得多。在保證合理幾何懸架設置和強度的要求下，采用較輕的材料來降低簧下重量是一個不錯的思路。

對于中大型車或豪華車來說，由于車身上安裝了很多電子設備，而較大的車架，加上發動機和傳動系統，通常會導致較高的維修質量。然而，復雜的懸架結構也導致了比普通車輛更大的簧下重量。為了獲得更好的乘坐舒適性，部分零部件采用鋁合金材料可以有效降低簧下重量占整車重量的比例。

-對車輛加速和操縱的影響。

對于喜歡改裝的朋友來說，輪圈往往是他們改裝的第一件物品。更換一個造型更耀（查成交價|參配|優惠政策）眼、直徑更大的輪圈，搭配平坦度比較低的輪胎，可以帶來很好的視覺效果，但是很多人忽略了改裝帶來的簧下重量的增加。發動機的扭矩通過半軸帶動車輪轉動，輪圈越重意味著轉動慣量越大。如果車輛的動力不匹配，在轉動慣量較大的車輪時，車輛的加速性能必然會下降。

懸架系統的改裝還包括制動系統的升級，比如更換大尺寸的制動盤，從單活塞升級為多活塞卡鉗。如果改裝時不考慮輕量化套件，會不經意增加簧下重量，影響車輛性能。較輕的簧下重量其實相當于100米運動員穿了一雙超輕跑鞋，較小的慣性帶來更好的加速性能。

“蘭博基尼LP700的前懸架結構”

對于一個理想化的懸架系統，在保證其優良的幾何懸架結構的情況下，盡可能地減小簧下重量可以減小質量對懸架性能的影響。這也為彈簧、減震器和防側傾桿等零件的設置和調整留出了更大的操作空間空。

“方程式賽車中常用的推桿式水平懸掛結構”

可以看到，蘭博基尼LP700的懸掛系統采用了F1賽車的水平懸掛系統，每個車輪只依靠一根推桿配合硬彈簧設置來支撐車身重量。這種設計的匠心在于，將原本屬于簧下重量的彈簧和減震器歸入簧上質量的范疇，降低的簧下重量為車輛提供了更廣闊的訓練空間空，使得車輛具有更好的操控性。

“輪轂電機”

目前有一種使用輪轂電機驅動車輛的新能源汽車。它將動力系統放在輪轂處，這大大增加了車輛的簧下重量。因為沒有體驗過這類車輛，具體的乘坐性能無法判斷。也許制造商會通過調整懸掛系統的其他部分來彌補這種固有的結構缺陷。關于輪轂電機技術的詳細信息，請點擊“未來電驅動主力輪轂電機驅動技術分析”。

全文摘要:

當我們單純從簧下重量的角度分析其對車輛動態行駛特性的影響時，我們會發現，無論是強調舒適性和穩定性的豪華車，還是強調運動性和極致操控的超級跑車，降低簧下重量都有著重要的作用。對于熱衷于改裝的人來說，簧下配重組件的改裝升級也需要考慮質量變化帶來的動力性能的變化。應該說，車輛的底盤是一個極其復雜的系統，關系到車輛的基本行駛性能，對其中任何一個部件的調整都會使車輛表現出不同的行駛特性。然而，簧下重量只是復雜底盤系統的一個方面。在減輕簧下重量的同時，只有與其他相關部件進行更好的匹配和調校，才能打造出適合自己車型特點的底盤系統。